01 · 試題 原卷 17 題,照原卷順序 多重選擇題 4 題(32 分)、填充題 9 題(54 分)、混合題 2 題共 4 小題(14 分)
一、多重選擇題(一題 8 分,共 32 分,錯一個選項扣 3 分)
1
下列哪些函數圖形可由 y = sin x 的圖形向右平移 8 5 π 單位獲得? (A) y = sin ( x − 8 5 π ) (B) y = sin ( x + 8 5 π ) (C) y = sin ( x + 8 11 π ) (D) y = cos ( x − 8 5 π ) (E) y = cos ( x + 8 3 π ) 2
已知 ∠ A 為鈍角,且 sin A = 5 3 ,試判斷下列各式中正確的有哪些? (A) cos ( 2 A ) = 25 7 (B) tan ( 2 A ) = 2 1 (C) sin ( 3 A ) = 125 117 (D) cos ( A + 4 π ) = 10 3 − 5 2 (E) sin A + cos A = 5 7 或 − 5 1 3
下列選項中哪些正確? (A) sin 1 < 0.5 (B) sin 1 < sin 2 (C) cos 1 < sin 1 (D) sin 1 > tan 1 (E) cos 5 < 0 4
下列選項中哪些正確? (A) f ( x ) = 3 sin x + 3 cos x ,所得到的振幅為 12 ,週期為 2 π (B) y = a sin ( b x + c ) 的圖形與 y = − a sin ( b x + c − π ) 相同(a 、b 、c 屬於實數)(C) y = sin θ 的定義域為全體實數 R ;值域為全體實數 R ;週期為 π (D) y = − 3 sin 2 θ + 2 cos θ sin θ 的定義域為全體實數 R ;值域為 { y ∈ R ∣ − 1 ≤ y ≤ 1 } ;週期為 π (E) 函數 y = a cos ( b x + c ) + d 的週期為 ∣ b ∣ 2 π (b = 0 ),振幅為 2∣ a ∣ 二、填充題(一題 6 分,共 54 分)(流傳版本題號 1~9,本頁接續編為第 5~13 題)
5
已知扇形面積為 9 ,試問:(1) 扇形周長最小值。 ____ (2) 當周長為最小值時的圓心角。 ____
6
試問傳統式時鐘 5 : 10 時,時針與分針的最小正夾角為多少弳? ____
7
已知 tan α = 3 且 tan ( α − β ) = 5 ,試問 tan β 的值? ____
8
已知一三角形內角 θ 滿足 cos θ = − 3 1 ,試問 sin 3 π × cos ( π + θ ) + tan θ = ? ____
9
試問方程式 4 cos ( 2 x ) = x 有幾個實數解? ____
10
P ( cos α , sin α ) 、Q ( cos β , sin β ) 且 α − β = 6 7 π ,試問 P 到 Q 距離? ____
11
在 0 ≤ x ≤ 2 π 的範圍內,求方程式 2 cos x − 2 sin x = 1 的解? ____ 12
△ A B C 中,已知 B C = 10 、cos B = 5 4 、cos C = 5 2 ,求 △ A B C 面積? ____13
某地的潮汐高度(單位:公尺)可由下列函數近似表示:h ( t ) = sin ( 24 π t ) + 3 cos ( 24 π t ) ,其中 t 為時間(單位:小時),t = 0 代表午夜時刻。試求凌晨 1 點(t = 1 )時潮汐高度 h ( 1 ) 。 ____ 三、混合題(一題 7 分,共 14 分,作答時請標明題號,否則不予計分)(流傳版本題號 1(1)、1(2)、2(1)、2(2),本頁編為第 14~17 題)
混合題 1(第 14-15 題)(第 14~15 題) 已知附圖為 y = 5 sin ( 10 π x − 2 5 x ) + 5 的部分圖形,試求:
15
(2) 當 0 ≤ x ≤ 50 於第一象限所圍成的面積區域為多少?(4 分)
混合題 2(第 16-17 題)(第 16~17 題) 已知函數 y = f ( x ) = − 4 sin x cos x + 3 可寫成 y = f ( x ) = a sin ( b x + c ) + d 的部分圖形如右圖,其中 a 、b 、c 、d 皆為常數,且 a > 0 、b < 0 、π ≤ c ≤ 3 π ,試問:
16
(1) 若最低點在 ( 4 5 π , k ) ,試問 k 值?(3 分) 17
(2) 求數對 ( a , b , c , d ) 。(4 分)
第 1 題 (A)(C)
第 2 題 (A)(C)
第 3 題 (B)(C)
第 4 題 (B)
第 5 題 (1) 12 (2) 2 (弧度)
第 6 題 36 19 π
第 7 題 − 8 1
第 9 題 5
第 11 題 x = 12 π 或 12 17 π
第 12 題 15
第 14 題 10
第 15 題 250
第 16 題 1
第 17 題 ( 2 , − 2 , 2 π , 3 )
03 · 勾錯題號 勾出錯的題號,看錯在哪幾章 不用登入。勾完馬上看到錯的集中在哪些單元;註冊後,首頁第一張卡就從那幾章開始。
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01 多選 1~2:圖形的平移、鈍角的倍角與半角第 1 題 向右平移 8 5 π 是把 x 換成 x − 8 5 π ,得 y = sin ( x − 8 5 π ) ,(A) 正確。(C) x + 8 11 π = ( x − 8 5 π ) + 2 π ,正弦的週期是 2 π ,與 (A) 是同一個函數,正確。(B) x + 8 5 π 與 x − 8 5 π 相差 4 5 π ,不是 2 π 的整數倍,不同。(D) 用 cos t = sin ( t + 2 π ) :cos ( x − 8 5 π ) = sin ( x − 8 π ) ,不同。(E) cos ( x + 8 3 π ) = sin ( x + 8 7 π ) ,8 7 π 與 − 8 5 π 相差 2 3 π ,不同。
判斷兩個正弦式是不是同一個函數,看括號內相差的量是不是 2 π 的整數倍;遇到餘弦先用 cos t = sin ( t + 2 π ) 換成正弦再比。
第 2 題 A 是鈍角,cos A < 0 ,cos A = − 1 − 25 9 = − 5 4 。(A) cos 2 A = 1 − 2 sin 2 A = 1 − 25 18 = 25 7 ,正確。(B) tan 2 A = 1 + cos A sin A = 5 1 5 3 = 3 ,不是 2 1 。(C) sin 2 A = 2 × 5 3 × ( − 5 4 ) = − 25 24 ,sin 3 A = sin 2 A cos A + cos 2 A sin A = 125 96 + 125 21 = 125 117 ,正確。(D) cos ( A + 4 π ) = 2 2 ( cos A − sin A ) = 2 2 × ( − 5 7 ) = − 10 7 2 ,不正確。(E) sin A + cos A = 5 3 − 5 4 = − 5 1 ,只有這一個值;5 7 是 A 為銳角時的值,不合條件,所以寫成「5 7 或 − 5 1 」不正確。(B) 的 2 1 是把 cos A 當成 + 5 4 才會得到的值;題目說鈍角,餘弦一定取負。
02 多選 3~4:弧度下比大小、振幅與週期第 3 題 π ≈ 3.14 ,所以 6 π ≈ 0.52 、4 π ≈ 0.79 、2 π ≈ 1.57 、2 3 π ≈ 4.71 、2 π ≈ 6.28 。(A) 1 > 6 π ,而正弦在 0 到 2 π 遞增,sin 1 > sin 6 π = 0.5 ,不正確。(B) sin 2 = sin ( π − 2 ) ,π − 2 ≈ 1.14 ,1 < 1.14 < 2 π ,所以 sin 1 < sin 2 ,正確。(C) 4 π < 1 < 2 π ,在這個範圍正弦大於餘弦,正確。(D) 1 是第一象限角,0 < cos 1 < 1 ,tan 1 = cos 1 sin 1 > sin 1 ,不正確。(E) 2 3 π < 5 < 2 π ,5 弧度是第四象限角,cos 5 > 0 ,不正確。
這裡的 1 、2 、5 都是弧度,不是度。先把它們和 6 π 、4 π 、2 π 、π 、2 3 π 的近似值比,確定落在哪一段再判斷。
第 4 題 (A) 疊合:3 sin x + 3 cos x = 3 + 9 sin ( x + φ ) = 2 3 sin ( x + 3 π ) ,振幅是 2 3 ,不是 12 (週期 2 π 是對的),不正確。(B) sin ( t − π ) = − sin t ,所以 − a sin ( b x + c − π ) = − a × ( − sin ( b x + c ) ) = a sin ( b x + c ) ,兩個函數相同,正確。(C) y = sin θ 的值域是 − 1 ≤ y ≤ 1 、週期是 2 π ,不正確。(D) 2 cos θ sin θ = sin 2 θ ,所以 y = − 3 sin 2 θ + sin 2 θ = − 2 sin 2 θ ,值域是 − 2 ≤ y ≤ 2 (定義域與週期 π 是對的),不正確。(E) 週期 ∣ b ∣ 2 π 正確,但振幅是 ∣ a ∣ ,不是 2∣ a ∣ ,不正確。 流傳版本 (D) 的值域集合印作 { n ∈ R ∣ − 1 ≤ y ≤ 1 } ,n 應為 y ;這不影響判斷。振幅是最大值與最小值之差的一半。
03 填充 1~4(第 5~8 題):扇形、時鐘、正切差角、內角的三角函數值第 5 題 設半徑 r 、圓心角 θ (弧度)。面積 2 1 r 2 θ = 9 ,所以 r θ = r 18 。周長 = 2 r + r θ = 2 r + r 18 。由算幾不等式,2 r + r 18 ≥ 2 2 r × r 18 = 2 36 = 12 ,等號在 2 r = r 18 即 r = 3 時成立,周長最小值為 12 。此時 θ = r 2 18 = 2 (弧度)。 θ = 2 小於 2 π ,是合理的圓心角。面積固定的扇形,周長最小時弧長剛好等於兩個半徑的和(r θ = 2 r )。
第 6 題 分針每分鐘走 6 ∘ ,時針每分鐘走 0. 5 ∘ 。從 12 的位置順時針量:5 : 10 時分針在 10 × 6 ∘ = 6 0 ∘ ,時針在 5 × 3 0 ∘ + 10 × 0. 5 ∘ = 15 5 ∘ 。夾角 15 5 ∘ − 6 0 ∘ = 9 5 ∘ (小於 18 0 ∘ ,就是較小的那個角),化成弧度:95 × 180 π = 36 19 π 。
時針不是停在 5 上,10 分鐘內它又走了 5 ∘ 。
第 7 題 β = α − ( α − β ) ,用正切的差角公式:tan β = 1 + tan α tan ( α − β ) tan α − tan ( α − β ) = 1 + 3 × 5 3 − 5 = 16 − 2 = − 8 1 。
也可以直接設 tan β = t ,由 1 + 3 t 3 − t = 5 解出 t = − 8 1 ,結果相同。
第 8 題 θ 是三角形的內角,0 < θ < π ,sin θ > 0 :sin θ = 1 − 9 1 = 3 2 2 ,tan θ = cos θ sin θ = − 2 2 。又 cos ( π + θ ) = − cos θ = 3 1 ,sin 3 π = 2 3 。所求 = 2 3 × 3 1 + ( − 2 2 ) = 6 3 − 2 2 = 6 3 − 12 2 。餘弦為負表示 θ 是鈍角,正切也是負的。
04 填充 5~6(第 9~10 題):圖形的交點個數、單位圓上兩點的距離第 9 題 看 y = 4 cos 2 x (週期 π )與直線 y = x 的交點個數。因為 − 4 ≤ 4 cos 2 x ≤ 4 ,交點只會在 − 4 ≤ x ≤ 4 。y = 4 cos 2 x 在 x = 0 , ± π 時到最高點 4 ,在 x = ± 2 π 時到最低點 − 4 ,相鄰的最高點與最低點之間曲線單調。逐段比較兩端的高低(2 π ≈ 1.57 、π ≈ 3.14 ):0 ≤ x ≤ 2 π ,曲線由 4 降到 − 4 ,直線由 0 升到 1.57 ,曲線由上方變到下方,1 個交點;2 π ≤ x ≤ π ,曲線由 − 4 升到 4 ,直線由 1.57 升到 3.14 ,曲線由下方變到上方,1 個;π ≤ x ≤ 4 ,曲線由 4 一路下降,x = 4 時曲線的值是 4 cos 8 ≈ − 0.58 ,低於直線的 4 ,曲線由上方變到下方,1 個。− 2 π ≤ x ≤ 0 ,曲線由 − 4 升到 4 ,直線由 − 1.57 升到 0 ,1 個;− π ≤ x ≤ − 2 π ,曲線由 4 降到 − 4 ,直線由 − 3.14 升到 − 1.57 ,1 個;− 4 ≤ x ≤ − π ,曲線由 4 cos 8 ≈ − 0.58 一路上升到 4 ,直線的值在 − 4 到 − 3.14 之間,曲線都在直線上方,沒有交點。合計 3 + 2 = 5 個。
這兩個圖形不對稱於原點(餘弦是偶函數、y = x 是奇函數),左右兩邊的交點個數不一樣,不能只數一邊再乘以 2 。
第 10 題 P Q 2 = ( cos α − cos β ) 2 + ( sin α − sin β ) 2 = 2 − 2 ( cos α cos β + sin α sin β ) = 2 − 2 cos ( α − β ) = 2 − 2 cos 6 7 π = 2 + 3 。所以 P Q = 2 + 3 = 2 4 + 2 3 = 2 3 + 1 = 2 6 + 2 。4 + 2 3 = ( 3 + 1 ) 2 ,雙重根號可以化開。
P 、
Q 都在單位圓上,夾的圓心角是
6 7 π (或說
6 5 π ),弦長也可以用
2 sin 12 5 π 算,結果相同。
05 填充 7~9(第 11~13 題):疊合解方程式、三角形面積、潮汐函數第 11 題 2 cos x − 2 sin x = 2 ( 2 2 cos x − 2 2 sin x ) = 2 ( cos x cos 4 π − sin x sin 4 π ) = 2 cos ( x + 4 π ) 。方程式成為 cos ( x + 4 π ) = 2 1 。0 ≤ x ≤ 2 π 時 4 π ≤ x + 4 π ≤ 4 9 π ,在這個範圍內餘弦等於 2 1 的角是 3 π 與 3 5 π ,所以 x = 3 π − 4 π = 12 π 或 x = 3 5 π − 4 π = 12 17 π 。疊合後角度的範圍要跟著換成 4 π 到 4 9 π ;3 7 π 已超過 4 9 π ,不取。
第 12 題 兩個餘弦都是正的,B 、C 都是銳角:sin B = 5 3 、tan B = 4 3 ;sin C = 5 1 、tan C = 2 1 。作 A 到 B C 的高,垂足 H 落在 B C 上,設高為 h ,則 B H = tan B h = 3 4 h 、C H = tan C h = 2 h 。B H + C H = 3 4 h + 2 h = 3 10 h = 10 ,h = 3 。面積 = 2 1 × 10 × 3 = 15 。 另一個做法:
sin A = sin ( B + C ) = 5 3 × 5 2 + 5 4 × 5 1 = 5 2 ,由正弦定理
A C = sin A 10 sin B = 3 5 ,面積
= 2 1 × 10 × 3 5 × 5 1 = 15 。
第 13 題 疊合:sin u + 3 cos u = 2 ( 2 1 sin u + 2 3 cos u ) = 2 sin ( u + 3 π ) ,所以 h ( t ) = 2 sin ( 24 π t + 3 π ) 。h ( 1 ) = 2 sin ( 24 π + 24 8 π ) = 2 sin 8 3 π = 2 cos 8 π 。由半角公式,cos 8 π = 2 1 + cos 4 π = 4 2 + 2 = 2 2 + 2 ,所以 h ( 1 ) = 2 + 2 (約 1.85 公尺)。 24 π 本身不是特別角,但疊合後加上 3 π 成為 8 3 π ,它的餘角 8 π 是 4 π 的一半,可以用半角公式。
看到 a sin x + b cos x 先疊合成單一正弦或餘弦;解方程式時把角度範圍一起換過去,再在新範圍裡找角。
06 混合題 1(第 14~15 題):圖形的最高點、用對稱性求面積第 14 題 題幹照原卷印作 − 2 5 x ,但照這樣圖形不過原點、與附圖不合(見下方說明);依附圖與參考答案,本題組以下以 y = 5 sin ( 10 π x − 2 5 π ) + 5 說明。sin 的值最大是 1 ,所以 y = 5 sin ( 10 π x − 2 5 π ) + 5 的最大值是 5 × 1 + 5 = 10 ,最高點的 y 坐標為 10 。進一步化簡:sin ( t − 2 5 π ) = sin ( t − 2 π ) = − cos t ,所以 y = 5 − 5 cos 10 π x ,週期 π /10 2 π = 20 ;x = 0 時 y = 0 ,x = 10 時到最高點 ( 10 , 10 ) ,x = 20 時又回到 0 ,與附圖相符。
題幹照原卷,函數印作 y = 5 sin ( 10 π x − 2 5 x ) + 5 ;照這樣印,x = 0 時 y = 5 ,圖形不過原點,與附圖不合。依附圖與參考答案,第二項應為 2 5 π 。不論哪一種寫法,最高點的 y 坐標都是 10 。
第 15 題 y = 5 − 5 cos 10 π x ≥ 0 ,圖形都在 x 軸上方(含 x 軸),所求是曲線與 x 軸在 0 ≤ x ≤ 50 之間所夾的面積。先看半個週期 0 ≤ x ≤ 10 :把 x 換成 10 − x ,cos 10 π ( 10 − x ) = − cos 10 π x ,所以 y ( x ) + y ( 10 − x ) = 10 ,也就是這一段曲線對稱於點 ( 5 , 5 ) 。因此曲線把長 10 、高 10 的長方形(0 ≤ x ≤ 10 、0 ≤ y ≤ 10 )分成全等的兩塊,曲線下方的面積是 2 1 × 10 × 10 = 50 。下一個半週期 10 ≤ x ≤ 20 與這一段對稱於直線 x = 10 ,面積也是 50 。之後每 20 重複一次。0 ≤ x ≤ 50 共 5 個半週期,面積 = 5 × 50 = 250 。
這一題不需要積分。也可以這樣看:一個完整週期裡,曲線在水平線 y = 5 上方凸出的部分與下方凹進去的部分全等,割補後剛好是寬 20 、高 5 的長方形,面積 100 ;50 是兩個半週期,2.5 × 100 = 250 。
07 混合題 2(第 16~17 題):倍角化簡、改寫成指定的形式第 16 題 用二倍角公式 2 sin x cos x = sin 2 x :f ( x ) = − 2 sin 2 x + 3 。sin 2 x 最大是 1 ,所以 f ( x ) 的最小值是 − 2 + 3 = 1 ,最低點的 y 坐標 k = 1 。檢查:x = 4 5 π 時 sin 2 5 π = sin 2 π = 1 ,f ( 4 5 π ) = 1 ,確實是最低點。
係數是負的,sin 2 x 最大時 f ( x ) 反而最小。圖上從 ( 0 , 3 ) 出發先往下走,也是因為這個負號。
第 17 題 f ( x ) = − 2 sin 2 x + 3 。最大值 5 、最小值 1 ,所以 d = 2 5 + 1 = 3 ,a > 0 時 a = 2 5 − 1 = 2 。週期是 π = ∣ b ∣ 2 π ,∣ b ∣ = 2 ,又 b < 0 ,所以 b = − 2 。利用 − sin t = sin ( − t ) :− 2 sin 2 x = 2 sin ( − 2 x ) 。要 2 sin ( − 2 x + c ) = 2 sin ( − 2 x ) 對所有 x 成立,c 必須是 2 π 的整數倍;在 π ≤ c ≤ 3 π 內只有 c = 2 π 。所以 ( a , b , c , d ) = ( 2 , − 2 , 2 π , 3 ) 。
檢查:2 sin ( − 2 x + 2 π ) + 3 = 2 sin ( − 2 x ) + 3 = − 2 sin 2 x + 3 。如果沒有 b < 0 的限制,也可以寫成 2 sin ( 2 x + π ) + 3 ;題目的三個條件讓寫法只剩一種。
圖形題先把函數化成 a sin ( b x + c ) + d :d 是最大值與最小值的平均,∣ a ∣ 是兩者之差的一半,週期是 ∣ b ∣ 2 π ;c 最後用同界角與題目給的範圍決定。
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上傳考卷 常見問題 中山大學附中 114 上 高二第一次段考數學的答案在哪裡? 本頁列出全部 17 題的答案;答案由御藍教育逐題重新計算。
中山大學附中 114 上 高二第一次段考數學哪幾題最容易錯? 多選第 3 題的角都是弧度,要先和圓周率的幾個分數比大小;填充第 5 題(本頁第 9 題)左右兩邊的交點個數不同,要逐段數;填充第 9 題(第 13 題)疊合之後還要用半角公式;混合題 1 的面積(第 15 題)要用圖形的對稱性割補。詳解逐題寫在本頁。
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題目取自中山大學附中 114 學年度上學期 高二第一次段考 數學A,由御藍教育重新打字排版;答案逐題重新計算,詳解為御藍教育撰寫。